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1、连续梁0#块碗扣支架计算书1 满堂支架设计概况 连续梁0#块施工采用满堂碗扣支架浇筑施工。施工里程：DK153+976.760DK154+090.160。满堂支架基底处在承台上面，地面部分用20T振动压路机碾压68遍处理。支架采用碗扣式钢管架。支架下垫20cm厚C25混凝土垫层，立杆底设可调底托1212cm钢板,立杆顶端设可调顶托，顶托上方铺设1215横向方木（松木）。纵向铺设1010方木，模板均采用15厚高强竹胶板钉于方木上，连续梁0#块混凝土一次浇筑完成。2 计算依据施工设计文件实用土木工程手册路桥施工计算手册建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范建筑结构荷载规范2.1 几何参数钢管外径48mm
2、,壁厚3.5mm，截面积A=4.89cm2,重量G=37.6N/m。2.2 计算参数截面惯性拒 I1=12.19cm4截面抵抗矩W1=5.08cm3允许均布荷载 Q3KN/m允许集中荷载 P2KN/m立杆设计最大荷载：(横杆步距指横杆竖向间距)横杆步距(mm)600120018002400最大荷载（KN）40302520横杆设计最大荷载：杆距(mm)6001200150018002400最大集中荷载（KN）65432最大均布荷载(KN/m2)1210864横杆允许最大挠度：fL/250可调底托、顶托、钢模板支撑托允许最大荷载：p50KN机具及冲击动力系数 D=1.42.3 计算桥型桥跨布置为（
3、31.9+48+31.9）m预应力混凝土连续梁，全长113.3m。梁体为等宽度、等高度连续箱梁，截面形式为单箱单室斜腹板截面， 箱梁顶宽12m，底宽5.4m，梁中心线高3.25m ，全桥共设4道横隔板，混凝土1334方，强度等级为C50，梁体自重=26.0KN/m3，钢筋263.9t。（32+48+32）连续梁桥型布置图（尺寸单位：m）3 碗扣式满堂支架设计碗扣型满堂支架脚手架按设计要求，当立杆的竖向步距为60cm时，框架立杆容许荷载P=40KN/根。本支架立杆纵向间距全部采用60cm，立杆横向在箱梁底板下为60cm，翼板下为90cm，腹板下加密至30cm；横杆步距取120cm，腹板下加密至6
4、0cm。钢筋混凝土容重按26KN/m3计算，静载安全系数取1.2，活载安全系数取1.4。箱梁支架搭设高度为11m，底板支架通过可调顶托调整高度，可调顶托上方纵向布置1215cm方木，间距同立杆，纵向方木上方布置横向1010cm方木，腹板及底板处间距加密至20cm，翼板间距取30cm。为了增强支架的整体稳定性，设置纵横向剪力撑。横向沿脚手架每3m设一组剪刀撑，纵向设置双面剪刀撑，斜杆与地面的夹角为450600之间。剪刀撑斜杆必须通地，用扣件与立杆连接，当出现不能与立杆扣结时与横杆扣结。扣结点距碗扣节点的距离宜15cm,搭接长度60cm，扣件不少于2个。4 荷载计算4.1支架及模板的荷载检算4.1
5、.1荷载分析1）混凝土自重产生的恒载q1，混凝土容重按26kN/m3计；q1=13342634684kN；2）模板自重按q2=2kN/m2计；3）施工活载按q3=2.5kN/m2计；4）混凝土倾倒、振捣产生的冲击力按q4=4kN/m2计；5）风荷载k=0.7sz06）安全系数考虑混凝土超方等因素取1.5系数；7）按照模板检算规定强度检算荷载：q=q11.5+q2+q3+q4挠度检算荷载：q=q1+q28）根据对梁体各部位的荷载分析及考虑支架的搭设方便，将支架分为二部分，按各部分的最大荷载分别计算：a.梁底板区；b.翼缘板区；9）箱梁主要重量分布在梁体端头腹板下1.1m范围内，底板及翼缘下支架受
6、力远小于腹板下支架受力，处于安全考虑并简化计算，设计支架时对箱梁端头腹板下1.1m范围进行单独验算，这样更接近于实际受力情况。见下图：（尺寸单位：cm）4.1.2底模板下次梁（1010cm方木）验算：底模下脚手管立杆的纵向间距60cm，横向间距为30cm，顶托与底模间布置两层方木；顶托上按纵向布置，间距60cm；底模下按横向布置，间距30cm。因此计算跨径为60cm，按简支梁受力考虑，分别验算底模下腹板对应位置和底板中间位置：a、腹板下间距为30cm的方木受力验算：腹板砼箱梁荷载：P1=3.25261.1=92.95kN/m2（按3.25m混凝土厚度计算）模板荷载：P2=2kN/m2设备及人工
7、荷载：P3=2.5kN/m2混凝土浇注冲击及振捣荷载：P4=2kN/m2则有q1=（P1+P2+P3+P4）=99.45kN/m2q2=（1.5P1+P2+P3+P4）=145.93kN/m2W=bh2/6=0.10.12/6=1.6710-4m3由梁正应力计算公式得：=qL2/8W=（145.930.3）1030.32/81.66710-4=2.95Mpa=13Mpa， 强度满足要求；由矩形简支梁挠度计算公式得：E=0.1105Mpa；I=bh3/12=833cm4f=5ql4/384EI=5145.9310000.34/（384100001068.3310-6）=0.00018m=0.18
8、mm1/250300=1.2mm；刚度满足要求。b、底板下间距为60cm的方木受力验算：中间底板位置砼厚度1.5m，方木间距0.60m，考虑内模支撑和内模模板自重，则有：底模处砼箱梁荷载：P1=1.526=39kN/m2内模支撑和模板荷载：P2=4kN/m2设备及人工荷载：P3=2.5kN/m2砼浇注冲击及振捣荷载：P4=2kN/m2则有q1=（P1+P2+P3+P4）=47.5kN/m2q2=（1.5P1+P2+P3+P4）=67kN/m2由梁正应力计算公式得：=qL2/8W=（670.6）10000.62/81.66710-4=10.85Mpa=13Mpa， 强度满足要求；由矩形简支梁挠度
9、计算公式得：E=0.1105Mpa；I=bh3/12=833cm4f=5ql4/384EI=56710000.64/（384100001068.3310-6）=0.00136m=1.36mm1/250600=2.4mm；刚度满足要求。4.1.3顶托纵梁（12cm15cm方木）验算：腹板下脚手管立杆的纵向间距60cm，横向间距为30cm，顶托方木纵梁按纵桥向布置，间距60cm，因此计算跨径为0.6m。为简化计算，按简支梁受力进行验算，实际为多跨连续梁受力，计算结果偏于安全，仅验算底模下腹板对应位置即可：平均荷载大小为q1=145.930.6=87.56kN/m 另查表可得：W=450103mm3
10、；I=3375cm4；S=I/12跨内最大弯矩为：Mmax=qL2/8=87.560.60.6/8=3.94kNm由梁正应力计算公式得：=Mmax/W=3.94103/(450103)=8.76Mpa=10Mpa，强度满足要求。挠度计算按简支梁考虑，得：E=0.1105Mpa；fmax=5qL4/384EI=587.561030.1296/(3840.1105106337510-8)=0.44mmf=2.4mm（f=L/250），刚度满足要求。4.1.4立杆强度验算：满堂碗扣支架腹板下立杆的纵向间距为60cm，横向间距为30cm，步距为60cm，因此单根立杆承受区域即为底板0.6m0.3m箱梁
11、均布荷载由12cm15cm方木作为横梁集中传至杆顶。根据受力分析,不难发现腹板对应的间距立杆受力比其余位置为的立杆受力大，故以腹板下的间距为0.6m0.3m立杆作为受力验算杆件。则有P=145.93kN/m2而Nmax=PA=145.930.60.3=26.3kNN40kN.抗压强度满足要求。另由压杆弹性变形计算公式得：（按最大高度11m计算）L=NL/EA=26.310311103/2.11054.89102=2.82mm压缩变形很小。经计算，本支架其余杆件受力均能满足规范要求。4.1.5立杆稳定性计算：立杆的稳定性计算公式:其中N立杆的轴心压力设计值(kN)：N=26.3kN；-轴心受压立
12、杆的稳定系数,由长细比lo/i查表得到；i-计算立杆的截面回转半径(cm)：i=1.58cm；A-立杆净截面面积(cm2)：A=4.89cm2；W-立杆净截面模量(抵抗矩)(cm3)：W=5.08cm3；-钢管立杆最大应力计算值(N/mm2)；f-钢管立杆抗压强度设计值，f=205N/mm2；L0-计算长度(m)；如参照扣件式规范，按下式计算：l0=h+2ak1-计算长度附加系数，取值为1.155；u-计算长度系数，参照扣件式规范表5.3.3；u=1.700；a-立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点长度；a=0.2m；上式的计算结果：立杆计算长度L0=h+2a=1.200+0.2002=1.
13、600m；L0/i=1600.000/15.800=101.26；由长细比L0/i的结果查表得到轴心受压立杆的稳定系数=0.667；立杆的最大应力值=26300/（0.667489）=80.63N/mm2；考虑风荷载的影响：=Mw/W=6kbh/bh2=8N/mm2钢管立杆的最大应力计算值总=80.63N/mm2+8N/mm2=88.63N/mm2小于钢管立杆的抗压强度设计值f=205N/mm2，满足要求。5. 地基容许承载力验算结合现场实际情况，基础全部用砖渣回填，其下为承台（C35混凝土）。地基夯填、碾压密实并做20cm厚C25混凝土垫层作硬化处理，地基承载力在2500Kpa以上。单根碗扣
14、式脚手架钢管立杆Nmax=26.3kN，其下垫块一般为12cm12cm，则产生接地压强为P=Nmax/S=26.3kN/144cm2=1826KPa2500Kpa，满足要求。6.附加应力计算地基土层在上部荷载作用下发生压缩变形，上部荷载包括支撑体系重量、上部箱梁钢筋砼重量、施工时的产生动载等。6.5.1横桥向线荷载碗扣钢管架（以边跨32米为例，按14米高搭设）立杆 (横向23排，纵向54排，高度14m)235414=17388（m）横杆 （纵向长度32.6m，共23排；横向长度12.65米，共54排；共12层）12（32.623+12.6554）=17195(m)则：碗扣支架重M1=（1719
15、5+17388）37.6/1000=1300.3(KN) 横向小方木 （横向长度6.5m，共163排，方木容重6KN/m3）M2=6.50.10.11636=63.57（KN） 纵向大方木 （纵向长度32.6m，共15排，方木容重6KN/m3）M3=32.60.120.15156=52.81（KN） 模板按2KN/m2计 M4 =232.612=782.4（KN） 施工荷载按4KN/m2计算, 混凝土冲击荷载按2KN/m2计算。M5=(4+2) 32.614=2738.4（KN） 混凝土自重:M6=133426=34684（KN）则基础面层荷载：N=K1( M1+ M2+ M3+ M4+ M5
16、+ M6) =47545.8(KN)其中：K1为不均匀系数，取为1.26.5.2 基础底面附加应力计算本计算取0.8m开挖深度，个别地段如有特殊情况以开挖后实测地基承载力达到设计强度的开挖深度为准。基础认为是刚性，扩散角为=45，则基础的受力计算宽度a=32.6+0.8tan452=34.2（m）b=14+0.8tan452=15.6（m）基顶压力视为均匀扩散；混凝土垫层T=1432.60.226=2373.3（KN）砖渣层G=1432.60.825=9128（KN ）（砖渣容重按25KN/m2）因此，基础底面附加应力为：=（N+T+G）/A=(47545.8+2373.3+9128) 1000/(34.215.6)=110.67(Kpa)N基顶面压力T混凝土自重G 换填砖渣自重A地基受力面积 地基承载力根据以上验算， 地基承载力应满足110.67KPa130KPa（验算通过）翼板及底板处荷载远小于腹板处荷载，验算略。结论：该（32+48+32）m连续梁满堂支架方案可行！第 10 页